Historia del Átomo: De Thomson a Rutherford y el Descubrimiento de Partículas Subatómicas

Modelo Atómico de Thomson

Según este modelo, el átomo consistía en una esfera uniforme de materia cargada positivamente en la que se hallaban incrustados los electrones de un modo parecido a como lo están las semillas en una sandía (o las pasas en un pudin). Este sencillo modelo explicaba el hecho de que la materia fuese eléctricamente neutra, pues en los átomos de Thomson la carga positiva era neutralizada por la negativa.

Además, explicaba la formación de iones: los electrones podrían ser arrancados de la esfera si la energía en juego era suficientemente importante, como sucedía en los tubos de descarga.

Descubrimiento del Protón

Ernest Rutherford, en 1914, descubre otra partícula fundamental del átomo, el protón. Sus propiedades principales son:

• Masa del protón: 1,673 × 10^-27 kg
• Carga del protón: 1,602 × 10^-19 C

Modelo Atómico de Rutherford

Rutherford bombardeó con partículas α una lámina de oro y observó que la mayoría de las partículas no se desvían, pero algunas se desvían en todas las direcciones e incluso rebotan en la lámina. El modelo propuesto consta de dos partes:

• Núcleo: Ocupa una fracción muy pequeña del volumen total del átomo, está formado por protones (carga neta positiva) y acapara la mayor parte de la masa del átomo.
• Corteza: Extensa zona donde los electrones giran en torno al núcleo. Es una zona prácticamente vacía dada la escasa masa de los electrones y el gran volumen que ocupan.

Limitaciones del Modelo

• Según la teoría electromagnética, los electrones, al girar alrededor del núcleo, debieran gastar energía y deberían terminar cayendo hacia él.
• No puede explicar los espectros atómicos, pues supone que la energía puede tomar cualquier valor.

Descubrimiento del Neutrón

En 1932, James Chadwick descubre una tercera partícula fundamental: el neutrón. Los neutrones estabilizan los núcleos de los átomos, apantallando a los protones.

• Masa del neutrón: 1,675 × 10^-27 kg
• Carga del neutrón: 0 C

Estructura Atómica

El átomo está formado por un núcleo (compuesto de protones y neutrones) y una corteza electrónica (donde giran los electrones). Para definir su composición se utilizan los siguientes parámetros:

• Z (Número atómico): Representa el número de protones.
• A (Número másico): Representa el número de protones + número de neutrones (total de nucleones).
• Cálculo de neutrones: Número de neutrones = A – Z.

En un átomo neutro, el número de protones del núcleo es igual al número de electrones de la corteza.